Avance: Cultivo exitoso de cerebros humanos en miniatura

Investigadores estadounidenses acaban de lograr un gran avance al desarrollar con éxito "mini cerebros" con áreas funcionales completas del cerebro humano, lo que ayuda a simular casi toda la actividad neuronal.

El desarrollo exitoso de "mini cerebros" representa un gran avance en la ingeniería biomédica y la neurociencia modernas. - Foto: IA

En una publicación de la revista Advanced Science , un equipo de investigación de la Universidad Johns Hopkins (EE. UU.) afirmó que estos grupos de células nerviosas presentan el mismo nivel de actividad que un feto humano de 40 días. Esto abre nuevas perspectivas para el tratamiento de enfermedades neurológicas como el Parkinson y el Alzheimer.

Los "cerebros artificiales" están cada vez más cerca de la realidad.

Estos cúmulos de células, denominados organoides cerebrales humanos, se cultivan a partir de células madre pluripotentes, que tienen la capacidad de diferenciarse en distintas regiones del cerebro. No poseen consciencia, pero pueden realizar funciones básicas como la memoria y el aprendizaje.

En los últimos años, gracias al desarrollo de la tecnología 3D, estos organoides no solo pueden demostrar actividad bioeléctrica, sino que también pueden controlar robots sencillos, o incluso "jugar" a videojuegos básicos como el Pong, lo que en su momento se consideró un milagro en el campo de la neurobiología.

Sin embargo, hasta ahora, la mayoría de los organoides creados solo simulan una región cerebral específica, como la corteza cerebral, el mesencéfalo o el cerebelo, pero no han reproducido la forma en que las regiones cerebrales coordinan sus actividades como en la realidad. Si queremos estudiar trastornos del neurodesarrollo o psiquiátricos, la ciencia necesita un modelo que represente todo el cerebro humano en funcionamiento.

Según la investigadora Annie Kathuria, no podemos pedirle a una persona que nos permita observar su cerebro para estudiar el autismo. Sin embargo, los modelos organoides de cerebro completo podrían permitirnos monitorizar directamente el proceso de la enfermedad, probando así la eficacia de los tratamientos e incluso personalizando los regímenes terapéuticos.

Tras años de experimentación, el equipo de Kathuria se convirtió en uno de los primeros del mundo en desarrollar organoides cerebrales multirregionales (MRBO). Primero, cultivaron neuronas de diferentes regiones del cerebro humano, junto con sus vasos sanguíneos subyacentes, en placas de cultivo separadas. Posteriormente, estas regiones se conectaron mediante una proteína de «superpegamento biológico», que permite que los tejidos se conecten e interactúen entre sí.

Como resultado, las regiones cerebrales comenzaron a producir actividad eléctrica sincronizada, formando una red unificada. Cabe destacar que el equipo de investigación también registró la aparición inicial de la barrera hematoencefálica, la capa de células que rodea el cerebro y que ayuda a controlar las sustancias que pueden ingresar en él.

Nuevas oportunidades en el tratamiento de enfermedades neurológicas

Aunque mucho más pequeños que un cerebro humano real, cada MRBO contiene solo entre 6 y 7 millones de neuronas, en comparación con las decenas de miles de millones de un adulto. Sin embargo, con aproximadamente el 80 % de las células características del desarrollo fetal temprano, estos modelos ofrecen oportunidades analíticas sin precedentes.

Según el equipo de Johns Hopkins, el MRBO podría utilizarse para probar fármacos en modelos humanos en lugar de animales. Actualmente, entre el 85 % y el 90 % de los fármacos fracasan en la fase 1 de los ensayos clínicos, y esta tasa alcanza el 96 % en el caso de los fármacos para tratar enfermedades neurológicas, debido principalmente a que los estudios preclínicos dependen en gran medida de ratones u otros modelos animales.

El cambio a las pruebas MRBO puede ayudar a acelerar el progreso y mejorar las tasas de éxito.

"La enfermedad de Alzheimer, el autismo y la esquizofrenia afectan a todo el cerebro, no solo a una región. Si comprendemos lo que sucede en las primeras etapas del desarrollo cerebral, podríamos encontrar objetivos de tratamiento completamente nuevos", afirmó la investigadora Annie Kathuria.

Los expertos afirman que esta investigación supone un gran avance en la ingeniería biomédica moderna y la neurociencia. A partir de modelos organoides complejos, los científicos pueden avanzar hacia el diagnóstico y tratamiento personalizados, donde cada paciente cuenta con su propio modelo cerebral para probar con precisión los efectos de los fármacos.

Además, el potencial futuro incluye interfaces cerebro-ordenador e incluso una nueva dirección para la inteligencia artificial basada en organoides biológicos.

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MINH HAI

Fuente: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm